[发明专利]用作胶粘剂和涂料的水性聚氨酯分散液及其制备

权利要求书

1.一种水性聚氨酯分散液，其中的聚氨酯由以下的反应产物组成；  (a)一个含羧酸盐基团的异氰酸酯基结尾的聚氨酯预聚物，由以下成份反应

生成：

(1)一个由1，6-己基二异氰酸酯、四甲基苯二甲基异氰酸和第三种多聚

异氰酸酯组成的多聚异氰酸酯组份，该第三种多聚异氰酸酯是异佛

尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、亚甲基二苯二异氰酸

酯或甲苯二异氰酸酯，其中1，6-己基二异氰酸酯、四甲基苯二甲基

异氰酸和第三种多聚异氰酸酯的重量比为1～98∶1～98∶1～98，和

(2)一个长链的，每个分子含有二个或二个以上活泼氢的分子量为400

到10,000的包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、磺酸型的聚多元醇、聚

(酯-醚)多元醇、以及它们的混合物在内的有机多羟基化合物，和

(3)一个有机的羟基羧酸化合物，其分子式为(HO)xR(COOH)y

其中R代表1-12碳原子的直链或带支链的烃基，x和y代表1-3的

整数，和

(4)选择性地，一个分子量从60到400的小分子脂肪族多元醇，

上述(1)的异氰酸酯的NCO当量与(2)的有机多羟基化合物，(3)的羟基

羧酸化合物，以及(4)的脂肪族多元醇的总OH当量比为1～4∶1.0，它们反应后

生成的预聚物中异氰酸基团的重量百分含量为1～10％，上述(2)的有机多

羟基化合物、(3)的羟基羧酸化合物和(4)的小分子脂肪族多元醇的重量

比为50～98∶1～20∶0～20，和

(b)一个包括水、氨、肼或取代肼、脂肪族的、脂环的、芳香族的或杂环的伯胺、仲胺、多元胺和醇胺类化合物在内的含活泼氢的扩链剂，扩链剂中除了水外的异氰酸酯活泼基团与预聚物中的异氰酸基的当量比例为从0.6∶1.0～1.1∶1.0。

2.如权利要求1所述的水性聚氨酯分散液，其特征是所述的长链有机多羟基化合物的分子量为400到3000，包括由乙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二甘醇及它们的混合物分别与己二酸组成的聚酯二醇，或由环氧乙烷和环氧丙烷及其混合物组成的聚醚二醇。

3.如权利要求1所述的水性聚氨酯分散液，其特征是所述的有机羟基羧酸化合物是二羟甲基丙酸、2，3-二羟基丁二酸、二甲羟基丁酸、羟基醋酸、2-羟基丙酸、羟基丁二酸、二羟基丁二酸或二羟基苯甲酸。

4.如权利要求1所述的水性聚氨酯分散液，其特征是所述的分子量从60到400的脂肪族多元醇是丙二醇、丁二醇、己二醇或三羟甲基丙烷。

5.一种如权利要求1所述的水性聚氨酯分散液的制备方法，其特征是包括下列步骤：

(a)1，6-己基二异氰酸酯，四甲基苯二甲基二异氰酸酯和其它二异氰酸酯重量比为1～98∶1～98∶1～98的三个二异氰酸酯的混合物，在不多于最后生成的水性聚氨酯分散液总重量5％的水溶性挥发性有机溶剂存在下和反应温度为25℃到120℃，与聚多元醇和有机羟基羧酸在NCO和OH的当量比为1.1～4.0∶1.0时，反应1～20小时，生成带羧酸侧基的异氰酸酯基结尾的预聚物，所述的其它的二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、亚甲基二苯二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；

(b)生成的预聚物或经中和反应后的预聚物分散于水中；

(c)分散于水中的末端为异氰酸酯基的预聚物与至少一种胺的扩链剂反应生成聚氨酯高聚物，其中水为生成的水性聚氨酯水分散液总重量的40～80％；

(d)在20～80℃用中和剂中和羟基羧酸化合物或预聚物的羧酸基团，这一中和反应在预聚物生成前、预聚的反应同时、完成预聚反应后、预聚物分散于水中前进行，或将中和剂加入水中和与扩链反应同时进行，所述的中和剂是碱金属盐，氨，氨水，伯胺，仲胺，或叔胺。

6.如权利要求5的水性聚氨酯分散液制备方法，其特征是所述的有机溶剂不多于最终生成的水性聚氨酯分散液总量的2％，所述的有机溶剂是丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮，不需要从生成聚氨酯分散液中蒸馏除去。

7.如权利要求5的水性聚氨酯分散液制备方法，其特征是在预聚物生成前，用三乙胺中和二羟甲基丙酸中的羧基。